EP2883692A1 - Vorrichtung und Verfahren zum Verbinden von Blechteilen zu einem Blechpaket - Google Patents

Vorrichtung und Verfahren zum Verbinden von Blechteilen zu einem Blechpaket Download PDF

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EP2883692A1
EP2883692A1 EP14197506.0A EP14197506A EP2883692A1 EP 2883692 A1 EP2883692 A1 EP 2883692A1 EP 14197506 A EP14197506 A EP 14197506A EP 2883692 A1 EP2883692 A1 EP 2883692A1
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EP
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sheet metal
metal strip
separating
coating
release
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EP14197506.0A
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Jochen Kauffmann
Jochen Lanksweirt
Ronald Fluch
Heinrich Bursy
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Voestalpine Automotive Components Dettingen GmbH and Co KG
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Stamptec Holding GmbH
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Definitions

  • the invention relates to a method for joining sheet metal parts to a sheet metal package, in which sheet metal parts of a sheet metal strip, in particular electrical steel, with an at least partially curable, polymeric adhesive layer, in particular baked enamel, are separated by means of a separating device, which separated sheet metal parts in a package brake provided on top of each other are at least materially connected to a plurality of laminated cores, wherein on the adhesive layer of the metal strip a release agent is applied in regions such that after separating a separation-coated sheet metal part, this sheet metal part facilitates the separation of the laminated cores.
  • an exact width dimension of the laminated cores is often a necessary requirement for electrical machines, for example, air gap dimensions or to comply with recesses for permanent magnets. With a release agent adhering to the front side, such component dimensions can not be reliably guaranteed.
  • the invention is therefore based on the object, starting from the above-described prior art to provide an easy-to-handle process, with the reproducible sheet metal parts to form precise, mechanically strong and yet easily separable laminated cores can be connected.
  • the invention achieves the stated object in that the release agent is applied to the adhesive layer of the metal strip in front of the separating device.
  • the method may initially be distinguished by improved simplicity. Namely, the parting agent is applied to the sheet metal strip before separating steps of the separating device are made so as to prepare the sheet strip gradually to the end cutting of a sheet metal part. Therefore, at the time of the release coating, the contours or the essential contours of the sheet metal part to be separated are not yet provided on the sheet-metal strip - whereby a contour-following application of the release layer on the laminated core can be omitted. Tolerances during subsequent processing of the metal strip thus play no role in the separation coating - so that the process is particularly reproducible.
  • the release agent applied to the sheet-metal strip before the separating device can bind any impurities in the separating device, preferably to those cutting residues which are separated from the sheet-metal strip before the final separation of the sheet metal part.
  • the separation device can thus be kept free of impurities, which can ensure reproducible dimensionally accurate and mechanically strong laminated cores.
  • an undesirable end-side application of release agent to be separated on the sheet metal part can be avoided, which avoids broadening the laminated cores or electrical steel stacks.
  • the inventive method not only a simple separation of the leave the package brake laminated cores allow - it can also ensure according to the invention that the always dimensionally accurate and mechanically strong laminated cores, especially electrical steel stacks, for electrical machines or electrical or electromagnetic applications are particularly suitable.
  • the severing means may comprise one or more tools with which the sheet metal strip is machined.
  • a tool can have one or more cutting edges for cutting or cutting off or of the sheet-metal strip in order to thereby form the sheet-metal part for the laminated core.
  • the separating device listened to a pusher as a tool to detach a cut-sheet metal part from the sheet metal strip during the final separation or to disassemble the sheet metal strip in this regard.
  • a release agent is applied directly opposite one another on both sides of the metal strip, a sheet-metal part which is release-coated on both sides can be created, which ensures a spacing between laminated cores and a simplified separation of the laminated cores.
  • the laminated cores can be generated free of a release coating, which can further increase the reproducibility of the process.
  • a release coating can thus be produced on the first and last sheet metal part of a laminated core. This may, inter alia, facilitate the conditions for the eventual removal of the release coating, it being conceivable that these End-side release coatings remain on the laminated core and lead to a functional added value of the laminated core.
  • the technical effect of the release agent can be enhanced if the release coating is applied such that the release coating after the final separation of the sheet metal part covers the adhesive layer over the entire surface.
  • An adherence of the laminated cores is effectively avoided even at elevated pressures in the package brake, which can have a positive effect on the reproducibility of the process.
  • a release film is laminated on as release agent, the process can be further simplified in its handling.
  • an adhesive label is preferably laminated, known methods for dispensing adhesive labels can be used, which can further increase the simplicity and reproducibility of the method. In general, it is mentioned that in particular a self-adhesive label with a non-stick coating can be suitable for the process.
  • this release film can cover a possible burr and thus ensure a burr-free of the laminated core.
  • release film is applied to the adhesive layer by means of a roll application method, it is possible - in terms of process technology - to use continuous rolls of the release film, in particular the adhesive labels. This allows continuous lamination and ensures short cycle times when separating sheet metal parts.
  • an alternative method for release coating the metal strip can be provided for laminating a release liner.
  • the drying step can be avoided that the separating liquid unfavorably tears and penetrates into undesirable areas of the adhesive layer.
  • the cutting or punching the separator are not contaminated with the separating liquid.
  • a particularly effective coating for separating laminated cores can be produced when a separating liquid containing polytetrafluoroethylene (PTFE) is applied to the adhesive layer, since PTFE has particularly excellent non-stick properties and sliding properties.
  • PTFE polytetrafluoroethylene
  • the drying of the separating liquid can take place by the supply of heat. This can be done directly or indirectly, for example by means of hot air, infrared radiation, inductive heating or with a heated tool of the separation device.
  • the separating liquid can be applied by a spray or printing process.
  • a stencil may be used to define the coating area of the release agent.
  • all common printing methods particularly tampon printing, gravure printing or screen printing, can be used to apply the release liquid to the adhesive layer.
  • the sheet metal strip can be prepared for a facilitated Endabtumble the sheet metal parts, when the separating device pre-separates parts of the sheet metal strip and then the sheet metal part from the metal strip end-separated.
  • the separation device can also have any number of further separation steps in addition to a preliminary separation and a final separation.
  • the invention has also set itself the task of providing a device for connecting sheet metal parts to a laminated core, the structurally simple trained reliable can produce separable laminations with high dimensional accuracy.
  • the invention achieves the stated object in that the coating device is provided in front of the separating device.
  • the coating device is provided in front of the separating device, not only can the construction of the device be simplified, but it can also be ensured that the separating means of the coating device can not adversely affect the structural width dimensions of the sheet metal part or thus of the laminated core. Namely, the release coating is separated by the separating device in accordance with the sheet metal part to be separated, which can prevent a frontal projection of the release coating. According to the invention, a dimensionally accurate laminated core can thus be made possible.
  • the dimensional accuracy of the separated sheet metal part or the laminated cores can be increased if the separating device has a plurality of cutting edges for pre-cutting and Endabtumble the sheet-metal strip.
  • several separation steps process-supporting effect to protect the tools, which can increase the stability of the device as well as the dimensional accuracy of the laminated core.
  • a full-surface coverage of the adhesive coating with the release coating can be ensured when the release coating protrudes the contour of the sheet metal part to be separated.
  • the coating device has a label dispenser for dispensing adhesive labels as a release agent onto the sheet-metal strip, the construction of the device can be further simplified.
  • label dispensers can ensure a continuous process and increase their reliability, the stability of the device.
  • a self-adhesive label with a non-stick coating may be suitable as a release agent or release coating.
  • the coating device has at least one spray nozzle for spraying or at least one coating roller for covering a separating liquid in order to reliably provide the sheet-metal strip with a release coating.
  • a device 1 is shown with which the method according to the invention for connecting sheet metal parts 2 to a laminated core 3 is carried out.
  • a sheet metal strip 5 is unwound from a coil 4, which on one or both hinge sides 6, 7 has a full-surface polymeric adhesive layer 8, preferably a baked enamel.
  • a separating device 10 a plurality of sheet metal parts 2, for which the separating device 10 an upper tool 11 and a lower tool 12 belong.
  • Such separation of the severing device 10 may generally be mentioned as punching, cutting, notching, trimming, dividing by expressions, etc.
  • the separating device 10 is divided here into a pre-cutting with a cutting edge 13 and a Endabtumble with a cutting edge 14 of the upper tool 11, which cut 13, 14 each interact with unspecified matrices.
  • VorabtMap 13 unneeded parts 15 and cutting residues are removed from the sheet metal strip 5 to prepare the sheet metal strip 5 for a EndabtPark the sheet metal part 2, as in the Fig. 2 can be recognized closer.
  • EndabtPark 14 the sheet metal parts 2 are cut out and urged by pressure of the upper tool 11 in a partially tapered guide in the lower tool 12, which exerts an effect of a packet brake 16 on the laminated core and thus the sheet metal parts 2 to 3 laminated cores connects.
  • the package brake 16 In general, it is mentioned that as an alternative to this taper, a counter-holder in the guide is conceivable, which exerts a corresponding counter pressure for connecting the sheet-metal parts 2, which has not been shown in detail.
  • the package brake 16 In the package brake 16, the separated sheet metal parts 2 undergo a solid physical and / or chemical bond under the pressure of the upper tool 11 and with the aid of the polymeric adhesive layer 8 present between the sheet metal parts.
  • the package brake 16 can also be actively heated in order to improve the cohesive connection of the sheet-metal parts 2.
  • the laminated cores 3 not shown further curing steps can be subjected to strengthen the cohesive connection between the sheet metal parts.
  • a release agent 18 is applied to predefined sheet metal parts 2 with a coating device 9.
  • the coating device 9 two coating rollers 17, 18, each acting on a band side 6, 7 of the metal strip 5.
  • a release agent 19 is applied in regions to the sheet metal strip 5 in order to form a release coating 20 in sections thereon.
  • this coating device 9 is provided in front of the separating device 10. This increases the reproducibility of the method and simplifies the construction of the device 1, as shown by the Fig. 2 is explained in more detail.
  • a release coating 20 is applied to the sheet-metal strip 5 at most in regions.
  • the release coating 20 is always confined to those desired areas 31, which belong to a sheet metal part 2 to be punched, which is to be release coated and thus facilitates the separation of the laminated cores 3.
  • Other areas 32 of the metal strip 5 remain free of the release coating 20 in order not to jeopardize the joining of the sheet metal parts 2 to a laminated core 3.
  • the partially release-coated sheet-metal strip 5 then passes to the separating device 10. There is a pre-cutting with a cutting edge 13 an unneeded part 15 or cutting residue punched or cut out to prepare the metal strip 5 on the Endabtute.
  • the pre-separation can also have several separation steps, which is not shown in detail in the figures.
  • Endabtute with a cutting edge 14 the desired sheet metal part 2 is then separated from the sheet metal strip 5, which in Fig. 2 shown forms a segment of a layer of the laminated core 3 and is completely covered with a release coating 20.
  • the sheet metal parts 2 are pressed only from the sheet metal strip 5 in the end separation, in which the upper tool 11 has no cutting edge 14 for the Endabtute but a pusher tool not shown in detail.
  • the cutting of the sheet metal part 2 can be carried out before this pressing tool in a preliminary cutting, wherein the sheet metal part 2 is pushed back into the sheet metal strip 5 and then finally separated by the pusher tool from the sheet metal strip 5.
  • FIG. 3 an exemplary layer structure of sheet metal parts 2 connected to a laminated core 3 in the package brake 16 is shown.
  • the laminated cores 3 in the package brake 16 not in a similar manner - as the sheet metal parts 2 of the respective laminated cores 3 - connect under pressure, a release coating 20 is provided between two laminated cores 3.
  • This release coating 20 was applied to the polymeric adhesive layer 8 of the uppermost sheet metal part 2 of the laminated core 3, which is located in this FIG. 3 is located under the other laminated core 3. This facilitates the separation of the laminated cores 3 shown here, when they leave the package brake 16.
  • a laminated core 3 is processed with a one-sided adhesive coating 20
  • Fig. 4 the processing of a double-sided adhesive coated metal strip 5 shown in more detail.
  • the facilitated separation of the laminated cores 3 is made possible here by a double-sided release-coated sheet metal part 2, the adhesive coatings 8 are each covered with a release coating 20.
  • the sheet metal part 2 is so not part of a laminated core 3 and is removed after separating the laminated cores 3 of these as a separating plate part 21.
  • the laminated cores 3 thus separated are therefore advantageously free from residues of the release coating.
  • a separating plate part 21 can also be made possible with a sheet metal part 2 coated on one side, in which case a separating layer 20 directly adjoins the sheet metal part 2.
  • a release agent 19 applied On both ends of the laminated core 3 is thus a release coating 20.
  • This release coating 20 serves to protect or further processing the laminated cores.
  • the release coatings 20 are each applied over the entire surface of the polymeric adhesive layers 8, resulting in a particularly simple separation of the laminated cores 3.
  • the release coating 20 may first be applied to one or both polymeric adhesive layers 20 of the sheet-metal strip 5 in such a way that a sheet-metal part 2 coated with release agent 19 is separated at the end separation 14. This will be according to Fig. 2 by a projection of the release coating 20 over the contour of the endabzutParkden sheet metal part 2 allows to ensure that any possible manufacturing tolerances a continuous, full-surface release coating 20 is ensured on the sheet metal parts 2.
  • the coating device 9 as release agent 19 uses a release film 22, in particular in the form of an adhesive label 22.
  • an adhesive label 22 Preferably, self-adhesive labels 22 are used with a non-stick coating.
  • the adhesive labels 22 are laminated on one side or on both sides of the coated metal strip 5 and thus form the release coating 20. This is as already mentioned before the contour of the endabzutMapden sheet metal part 2.
  • the application of an adhesive label 22 can be done, for example, by means of known methods for dispensing, which allows short cycle times.
  • the adhesive labels 22 are laminated to the polymeric adhesive layer 8 of one or both hinge sides 6, 7 by means of a partially dispensed label dispenser 30.
  • continuous release films 22 can be used on rolls.
  • these adhesive labels 22 be laminated with vertically movable laminating punches 23.
  • a full-surface lamination of adhesive labels 22 in one step on the sheet-metal strip 5 is possible.
  • a separating liquid 24 is used as the separating means 19.
  • a polytetrafluoroethylene (PTFE) -dispersing dispersion can serve as the separating liquid 24 here.
  • the PTFE particles can significantly improve the anti-adhesion property of the separating liquid 24.
  • the release liquid 24 is dried after application to one or more polymeric adhesive layers.
  • a hot air dryer 25 or other drying process 26 by heating the metal strip 5 are used.
  • the sheet-metal strip 5 can be heated directly with an induction heater 26, thereby drying the separating liquid 24 to form the release coating 20.
  • the separating liquid 24 is sprayed by means of a spray nozzle 27 on the sheet metal strip 5 through a template 28.
  • the template is used for the targeted application of separating fluid 24 in the desired areas.
  • the release liquid 24 can also be made using any standard printing process, such as tampon printing, gravure or screen printing, which in the Fig. 7 has not been shown in detail.

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Abstract

Es wird eine Vorrichtung (1) und ein Verfahren zum Verbinden von Blechteilen (2) zu einem Blechpaket (3) gezeigt, bei dem Blechteile (2) von einem Blechband (5), insbesondere Elektroband, mit einer wenigstens bereichsweisen, aushärtbaren, polymeren Klebstoffschicht (8), insbesondere Backlack, mithilfe einer Abtrenneinrichtung (10) abgetrennt werden, welche abgetrennten Blechteile (2) in einer Paketbremse (16) übereinander vorgesehen zu mehreren Blechpaketen (3) zumindest stoffschlüssig verbunden werden, wobei auf die Klebstoffschicht (8) des Blechbands (5) ein Trennmittel (19) bereichsweise derart aufgebracht wird, dass nach dem Abtrennen eines damit trennbeschichteten Blechteils (2), dieses Blechteil (2) die Trennung der Blechpakete (3) erleichtert. Um die Reproduzierbarkeit des Verfahrens zu erhöhen wird vorgeschlagen, dass das Trennmittel (19) auf die Klebstoffschicht (8) des Blechbands (5) vor der Abtrenneinrichtung (10) aufgebracht wird.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verbinden von Blechteilen zu einem Blech-paket, bei dem Blechteile von einem Blechband, insbesondere Elektroband, mit einer wenigstens bereichsweisen, aushärtbaren, polymeren Klebstoffschicht, insbesondere Backlack, mithilfe einer Abtrenneinrichtung abgetrennt werden, welche abgetrennten Blechteile in einer Paketbremse übereinander vorgesehen zu mehreren Blechpaketen zumindest stoffschlüssig verbunden werden, wobei auf die Klebstoff-schicht des Blechbands ein Trennmittel bereichsweise derart aufgebracht wird, dass nach dem Abtrennen eines damit trennbeschichteten Blechteils, dieses Blechteil die Trennung der Blechpakete erleichtert.
  • Um Blechpakete leichter voneinander trennen zu können, ist es aus dem Stand der Technik bekannt ( WO2012/059588A1 ), ein klebstoffbeschichtetes Blechband in einer Abtrenneinrichtung mit mehreren Schneidwerkzeugen bereichsweise mit einer Trennbeschichtung zu beschichten, wodurch die klebende Eigenschaft mindestens eines davon abgetrennten bzw. ausgeschnittenen oder abgeschnittenen Blechteils vermindert bis aufgehoben wird. Auf diese Weise wird ein Zusammenkleben von in einer Paktbremse zusammengedrückten Blechpaketen erschwert. Aufwendig gestaltet sich beim Trennbeschichten des Blechbands der erforderliche positionsgenaue Auftrag des Trennmittels, um nachteilige Effekte auf gewünschte Klebeverbindung und damit auch auf die Festigkeit des Blechpakets zu vermeiden. Zudem können durch das Trennmittel eventuelle Verunreinigungen in der Abtrenneinrichtung gebunden werden und damit die Reproduzierbarkeit des Verfahrens vermindern. Außerdem stellt ein exaktes Breitenmaß der Blechpakete oftmals eine notwendige Voraussetzung für elektrischen Maschinen dar, um beispielsweise Luftspaltmaße oder Ausnehmungen für Permanentmagnete einhalten zu können. Mit einem stirnseitig anhaftenden Trennmittel können solche Bauteilmaße nicht zuverlässig gewährleistet werden.
  • Die Erfindung hat sich daher die Aufgabe gestellt, ausgehend vom eingangs geschilderten Stand der Technik ein einfach handzuhabendes Verfahren zu schaffen, mit dem reproduzierbar Blechteile zu formgenauen, mechanisch festen und dennoch leicht voneinander trennbaren Blechpaketen verbunden werden können.
  • Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe dadurch, dass das Trennmittel auf die Klebstoffschicht des Blechbands vor der Abtrenneinrichtung aufgebracht wird.
  • Wird das Trennmittel auf die Klebstoffschicht des Blechbands vor der Abtrenneinrichtung aufgebracht, so kann sich das Verfahren zunächst durch verbesserte Einfachheit auszeichnen. Das Trennmittel wird nämlich auf das Blechband aufgebracht, bevor Trennschritte der Abtrenneinrichtung erfolgen, um damit das Blechband schrittweise auf das Endabtrennen eines Blechteils vorzubereiten. Daher sind zum Zeitpunkt der Trennbeschichtung die Konturen bzw. die wesentlichen Konturen des abzutrennenden Blechteils noch nicht am Blechband vorgesehen - womit ein konturfolgendes Aufbringen der Trennschicht auf das Blechpaket unterbleiben kann. Toleranzen beim nachfolgenden Bearbeiten des Blechbands spielen für das Trennbeschichten somit hierbei keine Rolle - sodass das Verfahren besonders reproduzierbar wird. Außerdem kann das vor der Abtrenneinrichtung auf das Blechband aufgebrachte Trennmittel eventuelle Verunreinigungen in der Abtrenneinrichtung binden, und zwar bevorzugt an jene Schneidreste, die vor dem Endabtrennen des Blechteils vom Blechband abgetrennt werden. Die Abtrenneinrichtung kann damit frei von Verunreinigungen gehalten werden, was reproduzierbar formgenaue und mechanisch feste Blechpakete sicherstellen kann. Zudem kann mit einem Aufbringen von Trennmittel vor der Abtrenneinrichtung erfindungsgemäß ein unerwünschtes stirnseitiges Aufbringen von Trennmittel am abzutrennenden Blechteil vermieden werden, was eine Verbreiterung der Blechpakete bzw. Elektroblechpakete vermeidet. Somit können formgenaue Bauteile sichergestellt werden - was etwa Bedeutung bei elektrischen Maschinen hat, um beispielsweise Windgeräusche zu vermeiden, exakte Ausnehmungen für Permanentmagneten zu ermöglichen bzw. geringe Luftspalte für hohe elektrische Leistungsdichten zu gewährleisten. Im Gegensatz zum Stand der Technik kann daher das erfindungsgemäße Verfahren nicht nur ein einfaches Trennen der, die Paketbremse verlassenden Blechpakete ermöglichen - es kann erfindungsgemäß auch sicherstellen, dass die stets formgenauen und mechanisch festen Blechpakete, insbesondere Elektroblechpakete, für elektrische Maschinen bzw. elektrische bzw. elektromagnetische Anwendungen besonders geeignet sind.
  • Im Allgemeinen wird festgehalten, dass die Abtrenneinrichtung ein oder mehrere Werkzeuge aufweisen kann, mit dem das Blechband bearbeitet wird. So kann ein Werkzeug ein oder mehrere Schneiden zum Aus- oder Abschneiden vom bzw. des Blechbands aufweisen, um damit das Blechteil für das Blechpaket auszubilden. Auch ist vorstellbar, dass der Abtrenneinrichtung ein Drücker als Werkzeug zugehört, um beim Endabtrennen ein ausgeschnittenes Blechteil aus dem Blechband herauszulösen bzw. das Blechband diesbezüglich zu zerlegen.
  • Wird auf beiden Seiten des Blechbands je ein Trennmittel direkt gegenüberliegend aufgebracht, kann ein beidseitig trennbeschichtetes Blechteil geschaffen werden, das als Abstandshalter zwischen Blechpaketen sowie ein erleichtertes Trennen der Blechpakete gewährleistet. Zudem können damit die Blechpakete frei von einer Trennbeschichtung erzeugt werden, was die Reproduzierbarkeit des Verfahrens weiter erhöhen kann.
  • Wird auf beiden Seiten des Blechbands abwechselnd je ein Trennmittel aufgebracht, kann damit am ersten und letzten Blechteil eines Blechpakets eine Trennbeschichtung erzeugt werden. Dies kann unter anderem die Bedingungen zum eventuellen Entfernen der Trennbeschichtung erleichtern, wobei vorstellbar ist, dass diese endseitigen Trennbeschichtungen am Blechpaket verbleiben und zu einem funktionellen Mehrwert des Blechpakets führen.
  • Die technische Wirkung des Trennmittels kann verstärkt werden, wenn die Trennbeschichtung derart aufgebracht wird, dass die Trennbeschichtung nach dem Endabtrennen des Blechteils die Klebstoffschicht vollflächig abdeckt. Ein Aneinanderhaften der Blechpakete ist so auch bei erhöhten Drücken in der Paketbremse wirkungsvoll vermeidbar, was sich positiv auf die Reproduzierbarkeit des Verfahrens auswirken kann.
  • Wird als Trennmittel eine Trennfolie auflaminiert, kann das Verfahren in der Handhabung weiter vereinfacht werden. Zudem kann eine Trennfolie einerseits zum Schutz der Blechteile, vorzugsweise als Kantenschutz, dienen und andererseits die Kurzschlusssicherheit von elektrischen Wicklungen bzw. Spulen am Blechpaket verbessern. Wird bevorzugt ein Klebeetikett auflaminiert, können bekannte Verfahren zum Aufspenden von Klebeetiketten verwendet werden, was Einfachheit und Reproduzierbarkeit des Verfahrens weiter erhöhen kann. Im Allgemeinen wird erwähnt, dass sich insbesondere ein selbstklebendes Klebeetikett mit einer Antihaft-Beschichtung für das Verfahren eignen kann.
  • Wird die Trennfolie auf der, dem Stempel der Abtrenneinrichtung abgewandten Blechbandseite auflaminiert, kann diese Trennfolie einen eventuellen Stanzgrat verdecken und damit eine Gratfreiheit des Blechpakets sicherstellen.
  • Wird die Trennfolie mithilfe eines Walzenauftragsverfahrens auf die Klebstoffschicht aufgebracht, so können - verfahrenstechnisch einfach - Endlosrollen der Trennfolie, insbesondere der Klebeetiketten, verwendet werden. Dadurch können ein kontinuierliches Auflaminieren ermöglicht und kurze Taktzeiten beim Abtrennen von Blechteilen gewährleistet werden.
  • Wird als Trennmittel eine Trennflüssigkeit auf die Klebstoffschicht aufgebracht und vor der Abtrenneinrichtung getrocknet, kann ein zum Auflaminieren einer Trennfolie alternatives Verfahren zur Trennbeschichtung des Blechbands geschaffen werden. Insbesondere durch den Trocknungsschritt kann vermieden werden, dass die Trennflüssigkeit unvorteilhaft verrinnt und in unerwünschte Bereiche der Klebstoffschicht vordringt. Außerdem kann damit vermieden werden, dass die Schneiden bzw. Stanzen der Abtrenneinrichtung nicht mit der Trennflüssigkeit kontaminiert werden. Eine besonders wirksame Beschichtung zum Trennen von Blechpaketen kann erzeugt werden, wenn eine Polytetrafluorethylen (PTFE) enthaltende Trennflüssigkeit auf die Klebstoffschicht aufgebracht wird, da PTFE besonders ausgezeichnete Anti-Haft Eigenschaften und Gleiteigenschaften aufweist. Im Allgemeinen wird festgehalten, dass die Trocknung der Trennflüssigkeit durch die Zufuhr von Wärme erfolgen kann. Dies kann direkt oder indirekt erfolgen, beispielsweise mittels Heißluft, Infrarotstrahlung, induktive Erwärmung oder mit einem beheizten Werkzeug der Abtrenneinrichtung.
  • Auf verfahrenstechnisch einfache Weise kann die Trennflüssigkeit durch ein Sprühoder Druckverfahren aufgebracht werden. Beim Sprühen kann beispielsweise eine Schablone verwendet werden, um den Beschichtungsbereich des Trennmittels festzulegen. Im Allgemeinen wird festgehalten, dass alle gängigen Druckverfahren, insbesondere Tampon-Druck, Tiefdruck oder Siebdruck, verwendet werden können, um die Trennflüssigkeit auf die Klebstoffschicht aufzubringen.
  • Das Blechband kann für ein erleichtertes Endabtrennen der Blechteile vorbereitet werden, wenn die Abtrenneinrichtung Teile vom Blechband vor-abtrennt und dann das Blechteil vom Blechband end-abtrennt. Im Allgemeinen wird außerdem festgehalten, dass die Abtrenneinrichtung neben einem Vorabtrennen und einem Endabtrennen auch beliebig viele weitere Abtrennschritte aufweisen kann.
  • Die Erfindung hat sich außerdem die Aufgabe gestellt, eine Vorrichtung zum Verbinden von Blechteilen zu einem Blechpaket zu schaffen, die konstruktiv einfach ausgebildet zuverlässig voneinander trennbare Blechpakete mit hoher Formgenauigkeit herstellen kann.
  • Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe dadurch, dass die Beschichtungseinrichtung vor der Abtrenneinrichtung vorgesehen ist.
  • Ist die Beschichtungseinrichtung vor der Abtrenneinrichtung vorgesehen, kann sich damit nicht nur die Konstruktion der Vorrichtung vereinfachen, sondern es kann damit auch sichergestellt werden, dass das Trennmittel der Beschichtungseinrichtung die konstruktiven Breitenabmessungen des Blechteils bzw. damit des Blechpakets nicht nachteilig beeinflussen kann. Die Trennbeschichtung wird nämlich durch die Abtrenneinrichtung entsprechend dem abzutrennenden Blechteil mitgetrennt, was ein stirnseitiges Überstehen der Trennbeschichtung vermeiden kann. Erfindungsgemäß kann damit ein formgenaues Blechpaket ermöglicht werden.
  • Die Formgenauigkeit des abgetrennten Blechteils bzw der Blechpakete kann erhöht werden, wenn die Abtrenneinrichtung mehrere Schneiden zum Vorabtrennen und Endabtrennen am Blechband aufweist. Zudem können mehrere Trennschritte prozessunterstützend hinsichtlich einer Schonung der Werkzeuge wirken, was die Standfestigkeit der Vorrichtung als auch die Maßhaltigkeit des Blechpakets erhöhen kann.
  • Eine vollflächige Abdeckung der Klebstoffbeschichtung mit der Trennbeschichtung kann gewährleistet werden, wenn die Trennbeschichtung der Kontur des abzutrennenden Blechteils vorsteht.
  • Weist die Beschichtungseinrichtung einen Etikettenspender zum Aufspenden von Klebeetiketten als Trennmittel auf das Blechband auf, kann die Konstruktion der Vorrichtung weiter vereinfacht werden. Außerdem können derartige Etikettenspender ein kontinuierliches Verfahren gewährleisten und durch deren Zuverlässigkeit die Standfestigkeit der Vorrichtung erhöhen. Im Allgemeinen wird erwähnt, dass sich insbesondere ein selbstklebendes Klebeetikett mit einer Antihaft-Beschichtung als Trennmittel bzw. Trennbeschichtung eignen kann.
  • Alternativ zur Klebeetikette ist vorstellbar, dass die Beschichtungseinrichtung mindestens eine Sprühdüse zum Aufsprühen oder mindestens eine Beschichtungswalze zum Ducken einer Trennflüssigkeit aufweist, um damit zuverlässig das Blechband mit einer Trennbeschichtung zu versehen. Im Allgemeinen ist hierzu vorstellbar, dass es auch denkbar ist, die Flüssigkeit in Gasform zu bringen und durch einen Abscheideprozess auf das Blechband aufzubringen.
  • In den Figuren ist beispielsweise der Erfindungsgegenstand anhand eines Ausführungsbeispiels näher dargestellt. Es zeigen
    • Fig. 1
    eine schematische Seitenansicht auf eine Vorrichtung zum Verbinden von Blechteilen zu einem Blechpaket,
    Fig. 2
    eine teilweise Draufsicht auf die Vorrichtung nach Fig. 1,
    Fig. 3
    eine vergrößerte Teilansicht auf Blechpakete in der Paketbremse der Vorrichtung nach Fig. 1,
    Fig. 4
    eine vergrößerte Teilansicht auf den Bereich der Paketbremse der Vorrichtung nach Fig. 1 unter deren Verarbeitung eines beidseitig klebstoffbeschichteten Blechbands,
    Fig. 5
    eine zur Fig. 4 andere Teilansicht auf den Bereich der Paketbremse der Vorrichtung nach Fig. 1 unter deren Verarbeitung eines einseitig klebstoffbeschichteten Blechbands und
    Fig. 6 und 7
    verschiedenste alternative schematische Darstellungen zum Auftragen eines Trennmittels.
  • Gemäß dem Ausführungsbeispiel in Fig. 1 wird eine Vorrichtung 1 beispielsweise gezeigt, mit der das erfindungsgemäße Verfahren zum Verbinden von Blechteilen 2 zu einem Blechpaket 3 durchgeführt wird. Hierzu wird von einem Coil 4 ein Blechband 5 abgehaspelt, welches auf einer oder beiden Bandseiten 6, 7 eine vollflächige polymeren Klebstoffschicht 8, vorzugsweise einen Backlack, aufweist. Von diesem Blechband 5 werden mithilfe einer Abtrenneinrichtung 10 mehrere Blechteile 2 abgetrennt, wofür der Abtrenneinrichtung 10 ein Oberwerkzeug 11 und ein Unterwerkzeug 12 zugehören.
  • Solch ein Abtrennten der Abtrenneinrichtung 10 kann im Allgemeinen erwähnt ein Stanzen bzw. Ausschneiden, Abschneiden, Ausklinken, Beschneiden, Zerteilen durch Ausdrücken etc. darstellen.
  • Wie außerdem in der Fig. 1 zu entnehmen ist, unterteilt sich die Abtrenneinrichtung 10 hierbei in ein Vorabtrennen mit einer Schneide 13 und ein Endabtrennen mit einer Schneide 14 des Oberwerkzeugs 11, welche Schneiden 13, 14 je mit nicht näher bezeichneten Matrizen zusammenwirken. Beim Vorabtrennen 13 werden nicht benötigte Teile 15 bzw. Schneidreste vom Blechband 5 entfernt, um das Blechband 5 für ein Endabtrennen des Blechteils 2 vorzubereiten, wie dies auch in der Fig. 2 näher erkannt werden kann. Beim Endabtrennen 14 werden die Blechteile 2 ausgeschnitten und durch Druck des Oberwerkzeugs 11 in eine sich teilweise verjüngende Führung im Unterwerkzeug 12 gedrängt, die eine Wirkung einer Paketbremse 16 auf das Blechpaket ausübt und damit die Blechteile 2 zu Blechpaketen 3 verbindet. Im Allgemeinen wird erwähnt, dass alternativ zu dieser Verjüngung auch ein Gegenhalter in der Führung vorstellbar ist, der einen entsprechenden Gegendruck zum Verbinden der Blechteile 2 ausübt, was nicht näher dargestellt worden ist. In der Paketbremse 16 gehen dabei die abgetrennten Blechteile 2 unter dem Druck des Oberwerkzeugs 11 und mithilfe der zwischen den Blechteilen vorhandenen polymeren Klebstoffschicht 8 eine feste physikalische und/oder chemische Verbindung ein. Im Allgemeinen wird erwähnt, dass die Paketbremse 16 auch aktiv beheizt werden kann, um die stoffschlüssige Verbindung der Blechteile 2 zu verbessern. Außerdem können die Blechpakete 3 nicht näher dargestellte weitere Aushärtungsschritte unterworfen werden, um die stoffschlüssige Verbindung zwischen den Blechteilen zu stärken. Nicht näher dargestellt ist außerdem, ist die Möglichkeit, einer Drehung der Paketbremse 16, um beispielsweise segmentierte Blechpaket 3 aus Lagen mit mehreren nebeneinander angeordneten Blechteilen 2 auszubilden. Um die nun die Paketbremse 16 verlassenden Blechpakete 3 leichter voneinander trennen zu können, wird auf vordefinierte Blechteile 2 mit einer Beschichtungseinrichtung 9 ein Trennmittel 18 aufgebracht. Hierfür weist die Beschichtungseinrichtung 9 zwei Beschichtungswalzen 17, 18 auf, die je auf eine Bandseite 6, 7 des Blechbands 5 wirken. Mithilfe dieser Beschichtungswalzen 17, 18 wird ein Trennmittel 19 bereichsweise auf das Blechband 5 aufgebracht, um auf diesem abschnittsweise eine Trennbeschichtung 20 auszubilden.
  • Erfindungsgemäß ist diese Beschichtungseinrichtung 9 vor der Abtrenneinrichtung 10 vorgesehen. Diese erhöht die Reproduzierbarkeit des Verfahrens und vereinfacht die Konstruktion der Vorrichtung 1, wie dies anhand der Fig. 2 näher erläutert wird.
  • Entsprechend dieser Figur 2 wird in einem ersten Schritt mithilfe der Beschichtungswalze 17 eine Trennbeschichtung 20 auf das Blechband 5 höchstens bereichsweise aufgebracht. Damit wird die Trennbeschichtung 20 stets auf jene gewünschten Bereiche 31 sicher beschränkt, die einem auszustanzenden Blechteil 2 zugehörig sind, das trennbeschichtet werden soll und damit das Trennen der Blechpakete 3 erleichtert. Andere Bereiche 32 des Blechbands 5 bleiben frei von der Trennbeschichtung 20, um das Verbinden der Blechteile 2 zu einem Blechpaket 3 nicht zu gefährden. Das teilweise trennbeschichtete Blechband 5 läuft dann der Abtrenneinrichtung 10 zu. Dort wird mit einem Vorabtrennen mit einer Schneide 13 ein nicht benötigtes Teil 15 bzw. Schneidrest ausgestanzt bzw. ausgeschnitten, um das Blechband 5 auf das Endabtrennen vorzubereiten. Das Vorabtrennen kann auch mehrere Trennschritte aufweisen, was in den Figuren nicht näher dargestellt ist. Beim Endabtrennen mit einer Schneide 14 wird dann das gewünschte Blechteil 2 aus dem Blechband 5 abgetrennt, was in Fig. 2 dargestellt ein Segment einer Lage des Blechpakets 3 bildet und mit einer Trennbeschichtung 20 vollständig abgedeckt ist.
  • Es ist auch denkbar, dass beim Endabtrennen die Blechteile 2 lediglich aus dem Blechband 5 gedrückt werden, in dem das Oberwerkzeug 11 für das Endabtrennen keine Schneide 14 sondern ein nicht näher dargestelltes Drückerwerkzeug aufweist. Das Schneiden des Blechteils 2 kann vor diesem Drückerwerkzeug in einem Vorabtrennen erfolgen, wobei das Blechteil 2 in das Blechband 5 zurückgedrängt und dann endgültig durch das Drückerwerkzeug vom Blechband 5 abgetrennt wird.
  • Entsprechend Fig. 3 wird ein exemplarischer Lagenaufbau von zu einem Blechpaket 3 verbundenen Blechteilen 2 in der Paketbremse 16 gezeigt. Damit die Blechpakete 3 sich in der Paketbremse 16 nicht in ähnlicher Weise - wie die Blechteile 2 der jeweiligen Blechpakete 3 - unter Druck verbinden, ist zwischen zwei Blechpaketen 3 eine Trennbeschichtung 20 vorgesehen. Diese Trennbeschichtung 20 wurde dabei auf die polymere Klebstoffschicht 8 des obersten Blechteils 2 des Blechpakets 3 aufgebracht, das sich in dieser Figur 3 unter dem anderen Blechpaket 3 befindet. Dies erleichtert die Trennung der hier dargestellten Blechpakete 3, wenn diese die Paketbremse 16 verlassen.
  • Zum Unterschied zur Fig. 3, bei dem ein Blechpaket 3 mit einer einseitigen Klebstoffbeschichtung 20 verarbeitet wird, wird in Fig. 4 die Verarbeitung eines beidseitig klebstoffbeschichteten Blechbands 5 näher dargestellt. Das erleichterte Trennen der Blechpakete 3 wird hier von einem beidseitig trennbeschichteten Blechteil 2 ermöglicht, dessen Klebstoffbeschichtungen 8 je mit einer Trennbeschichtung 20 abgedeckt werden. Das Blechteil 2 ist so hin nicht Teil eines Blechpakets 3 und wird nach dem Trennen der Blechpakete 3 von diesen als Trennblechteil 21 entfernt. Die so voneinander getrennten Blechpakete 3 sind demnach vorteilhafterweise frei von Rückständen der Trennbeschichtung. Ein Trennblechteil 21 kann auch bei einem einseitig beschichteten Blechteil 2 ermöglicht werden, wobei in diesem Fall eine Trennschicht 20 direkt an das Blechteil 2 anschließt.
  • Gemäß der Fig. 5 ist das Ergebnis eines Auftragverfahrens gezeigt, bei dem auf beiden Seiten 6, 7 des Blechbands 5 abwechselnd je ein Trennmittel 19 aufgebracht wird. Auf beiden Paketenden des Blechpakets 3 findet sich damit eine Trennbeschichtung 20. Diese Trennbeschichtung 20 dient hierbei zum Schutz oder der Weiterverarbeitung der Blechpakete 3.
  • Bei den nach den Figuren 1, 3, 4 und 5 abgetrennten Blechteilen 2 sind die Trennbeschichtungen 20 jeweils vollflächig auf die polymeren Klebstoffschichten 8 aufgebracht, was zu einer besonders einfachen Trennung der Blechpakete 3 führt. Dafür kann zuerst die Trennbeschichtung 20 derart auf eine oder beide polymere Klebstoffschichten 20 des Blechbands 5 aufgebracht werden, dass beim Endabtrennen 14 ein vollflächig mit Trennmittel 19 beschichtetes Blechteil 2 abgetrennt wird. Dies wird gemäß Fig. 2 durch einen Überstand der Trennbeschichtung 20 über die Kontur des endabzutrennenden Blechteils 2 ermöglicht, um zu gewährleisten, dass bei etwaigen Fertigungstoleranzen eine durchgängige, vollflächige Trennbeschichtung 20 auf den Blechteilen 2 sichergestellt ist.
  • In den Figuren 6 und 7 wird nun weiter auf das Auftragsverfahren des Trennmittels 19 näher eingegangen, was vorausblickend auf die gewünschte Trennung der Blechpakete 3 auf das Blechband 5 aufgebracht wird.
    Gemäß Fig. 6 wird gezeigt, wie die Beschichtungseinrichtung 9 als Trennmittel 19 eine Trennfolie 22, insbesondere in Form eines Klebeetiketts 22 verwendet. Vorzugsweise werden selbstklebende Klebeetiketten 22 mit einer Antihaft-Beschichtung verwendet. Die Klebeetiketten 22 werden dabei einseitig oder beidseitig auf das beschichtete Blechband 5 auflaminiert und bilden damit die Trennbeschichtung 20 aus. Diese steht wie bereits erwähnt der Kontur des endabzutrennenden Blechteils 2 vor. Das Aufbringen eines Klebeetiketts 22 kann beispielsweise mithilfe bekannter Verfahren zum Aufspenden erfolgen, was kurze Taktzeiten ermöglicht. In Fig. 6 dargestellt, werden die Klebeetiketten 22 mithilfe eines teilweise dargestellten Etikettenspenders 30 auf die polymere Klebstoffschicht 8 einer oder beider Bandseiten 6, 7 auflaminiert. Bei Verwendung eines Walzenauftragsverfahrens können EndlosTrennfolien 22 auf Rollen zum Einsatz kommen. Alternativ zur Auflaminierung der Klebeetiketten 22 mit Beschichtungswalzen 17, 18 können diese Klebeetiketten 22 auch mit vertikal beweglichen Laminierstempeln 23 auflaminiert werden. Dadurch ist insbesondere eine vollflächige Auflaminierung von Klebeetiketten 22 in einem Schritt auf das Blechband 5 möglich.
    Gemäß Fig. 7 wird beim Auftragsverfahren der Beschichtungseinrichtung 9 als Trennmittel 19 eine Trennflüssigkeit 24 verwendet. Insbesondere kann hier als Trennflüssigkeit 24 eine Polytetrafluorethylen (PTFE) aufweisende Dispersion dienen. Die PTFE-Partikel können dabei maßgeblich die Anti-Haft Eigenschaft der Trennflüssigkeit 24 verbessern. Zur Ausbildung der Trennbeschichtung 20 wird die Trennflüssigkeit 24 nach dem Aufbringen auf eine oder mehrere polymere Klebstoffschichten getrocknet. Dazu kommen wahlweise ein Heißlufttrockner 25 oder andere Trockenverfahren 26 durch Erhitzung des Blechbands 5 zum Einsatz. Beispielsweise kann das Blechband 5 mit einer Induktionsheizung 26 direkt erhitzt werden und dadurch die Trennflüssigkeit 24 zur Ausbildung der Trennbeschichtung 20 getrocknet werden. Wie in Fig. 7 weiter zu erkennen, wird mithilfe einer Sprühdüse 27 die Trennflüssigkeit 24 durch eine Schablone 28 auf das Blechband 5 gesprüht. Die Schablone dient dabei dem gezielten Auftrag von Trennflüssigkeit 24 in den gewünschten Bereichen. Neben dem Auftrag über eine Sprühdüse kann die Trennflüssigkeit 24 auch mithilfe jedes gängigen Druckverfahrens, wie etwa Tampon-druck, Tiefdruck oder Siebdruck, erfolgen, was in der Fig. 7 nicht näher dargestellt worden ist.

Claims (15)

  1. Verfahren zum Verbinden von Blechteilen (2) zu einem Blechpaket (3), bei dem Blechteile (2) von einem Blechband (5), insbesondere Elektroband, mit einer wenigstens bereichsweisen, aushärtbaren, polymeren Klebstoffschicht (8), insbesondere Backlack, mithilfe einer Abtrenneinrichtung (10) abgetrennt werden, welche abgetrennten Blechteile (2) in einer Paketbremse (16) übereinander vorgesehen zu mehreren Blechpaketen (3) zumindest stoffschlüssig verbunden werden, bei welchem Verfahren auf wenigstens eine Klebstoffschicht (8) des Blechbands (5) ein Trennmittel (19) bereichsweise derart aufgebracht wird, dass nach dem Abtrennen eines damit trennbeschichteten Blechteils (2), dieses Blechteil (2) die Trennung der Blechpakete (3) erleichtert, dadurch gekennzeichnet, dass das Trennmittel (19) auf die Klebstoffschicht (8) des Blechbands (5) vor der Abtrenneinrichtung (10) aufgebracht wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass auf beiden Seiten (6, 7) des Blechbands (5) je ein Trennmittel (19) direkt gegenüberliegend aufgebracht wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass auf beiden Seiten (6, 7) des Blechbands (5) abwechselnd je ein Trennmittel (19) aufgebracht wird.
  4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennbeschichtung (20) derart aufgebracht wird, dass die Trennbeschichtung (20) nach dem Endabtrennen (14) des Blechteils (2) die Klebstoffschicht (8) vollflächig abdeckt.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass als Trennmittel (19) eine Trennfolie (22), insbesondere ein Klebeetikett (22) mit insbesondere einer Antihaft-Beschichtung, auflaminiert wird.
  6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennfolie (22) auf der, dem Stempel der Abtrenneinrichtung (10) abgewandten Blechbandseite (6, 7) auflaminiert wird.
  7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennfolie (22) mithilfe eines Walzenauftragsverfahrens (17, 18) auf die Klebstoffschicht (8, 9) aufgebracht wird.
  8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass als Trennmittel (19) eine Trennflüssigkeit (24), insbesondere enthaltend Polytetrafluorethylen, auf die Klebstoffschicht (8) aufgebracht und vor der Abtrenneinrichtung (10) getrocknet wird.
  9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennflüssigkeit (24) durch ein Sprüh- oder Druckverfahren (27) aufgebracht wird.
  10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Abtrenneinrichtung (10) Teile (15) vom Blechband (5) vor-abtrennt und das Blechteil (2) vom Blechband (5) end-abtrennt.
  11. Vorrichtung zum Verbinden von Blechteilen (2) zu einem Blechpaket (3) mit einem, wenigstens bereichsweise mit einer aushärtbaren, polymeren Klebstoffschicht (8), insbesondere Backlack, beschichten Blechband (5), insbesondere Elektroband, mit mindestens einer Abtrenneinrichtung (10) zum Abtrennen von Blechteilen (2) vom Blechband (5), mit einer Paketbremse (16) zum zumindest stoffschlüssigen Verbinden der abgetrennten und übereinander vorgesehenen Blechteile (2) zu einem Blechpaket (3) und mit einer Beschichtungseinrichtung (9), die auf wenigstens eine Klebstoffschicht (8) des Blechbands (5) ein Trennmittel (19) bereichsweise derart aufbringt, dass nach dem Abtrennen eines damit trennbeschichteten Blechteils (2), dieses Blechteil (2) die Trennung der Blechpakete (3) erleichtert, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtungseinrichtung (9) vor der Abtrenneinrichtung (10) vorgesehen ist.
  12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Abtrenneinrichtung (10) mehrere Schneiden (13, 14) zum Vorabtrennen und Endabtrennen des Blechbands (5) aufweist.
  13. Vorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennbeschichtung (20) der Kontur des abzutrennenden Blechteils (2) vorsteht.
  14. Vorrichtung nach Anspruch 11, 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtungseinrichtung (9) einen Etikettenspender (30) zum Aufspenden von Klebeetiketten (22) als Trennmittel (19) auf das Blechband (5) aufweist.
  15. Vorrichtung nach Anspruch 11, 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtungseinrichtung (9) mindestens eine Sprühdüse (27) zum Aufsprühen oder mindestens eine Beschichtungswalze (17, 18) zum Ducken einer Trennflüssigkeit (24) aufweist.
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